JPH0743946A - 非磁性１成分現像剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小粒径化しても種々の問題を有さず、形成画
像の高画質化に十分に対応しうる非磁性１成分現像剤を
提供する。 【構成】 トナー粒子中に、平均粒子径２０ｎｍ以下、
ストラクチャー指数０．５０以下のカーボンブラック
を、定着用樹脂１００重量部に対して６重量部以下の割
合で内添し、帯電量が±５００〜±１０００μＣ／ｇ
で、かつ１次粒子径が１４ｎｍ以上の疎水性シリカ粒子
を外添した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、従来の２成分磁気ブラ
シ現像法に代わる簡易な現像法として着目されている、
１成分絶縁トナー現像法に用いられる非磁性１成分現像
剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真技術を利用したプリンタ等の機
器においては、従来、磁性キャリヤ粒子とトナー粒子と
を含む２成分現像剤を用いた、いわゆる２成分磁気ブラ
シ現像法が広く採用されているが、近時、これに代わる
より簡便な現像法として、１成分絶縁トナー現像法が提
案され、開発が進められている。

【０００３】１成分絶縁トナー現像法は、トナー粒子を
含む非磁性の１成分現像剤を現像スリーブとの摩擦帯電
により帯電し、規制ブレードと鏡像力の作用によって現
像スリーブ上に付着させて、当該現像スリーブ上にトナ
ー粒子の均質な薄層を形成し、この薄層から、トナー粒
子を感光体ドラム上の静電潜像に転写して、当該静電潜
像を顕像化する方法である。上記１成分絶縁トナー現像
法は、薄層と静電潜像とを直接に接触させて、トナー粒
子による静電潜像の顕像化を行う接触式現像法と、薄層
と静電潜像との間に空隙を設けて、トナー粒子を静電潜
像にジャンプさせて顕像化する非接触式現像法（ジャン
ピング法）の２法に大別される。

【０００４】上記１成分絶縁トナー現像法に使用される
非磁性１成分現像剤としては、従来の２成分現像剤の配
合から磁性キャリヤを除いたものが一般的に使用されて
いる。すなわち、着色剤を内添した、定着用樹脂からな
るトナー粒子と、それに外添される外添剤とで、非磁性
１成分現像剤は構成されている。上記外添剤としては、
流動性向上や帯電付与の効果をもつ無機微粉体が使用さ
れる（トナー粒子の流動性と、現像スリーブに対する静
電気的な付着力を保持するための適度な帯電性は、現像
スリーブ上にトナー粒子の均質な薄層を形成するための
重要な要素である）。無機微粉体としては、たとえば金
属粉（チタン、アルミニウム等）、シリカゲル、セラミ
ック等を疎水化処理したものが一般的である。

【０００５】とくに、上記流動性向上や帯電付与の効果
の点、あるいは取り扱い易さ、コスト等の点で、疎水性
シリカが、外添剤として最も一般的に使用されている。
そして、上記疎水性シリカの材質、粒子径、外添量、ト
ナー粒子への付着状態、その他の特性を規定すること
で、現像剤性能の向上を図ることが種々提案されてい
る。

【０００６】たとえば特開平４−１５２３５６号公報に
は、外添剤として、比表面積５０〜２００ｍ² ／ｇ、ブ
ローオフ帯電量＋５０〜＋５００μＣ／ｇ、平均粒子径
１０〜１００ｎｍの疎水性シリカ粒子を、トナー粒子に
対して０．１〜２．０重量％添加した非磁性１成分現像
剤が開示されている。一方、トナー粒子に内添される着
色剤としては、ブラックトナーの場合、カーボンブラッ
クが主として使用される。

【０００７】カーボンブラックは、現像剤の記録性能の
中で最も重要な因子である画像濃度に関与するものであ
るため、その着色能力の大小が、材料選択上の大きな要
件となる。また、上記カーボンブラックはそれ自体導電
性を有するため、トナー粒子の帯電に関係する、トナー
粒子の電気特性のコントロール手段としての役割をも果
たしており、その内添量や分散の度合い、その他粒子の
特性が、現像剤性能を決める上で重要な因子となる。

【０００８】たとえば通常のトナー粒子においては、多
量のカーボンブラックを使用する関係上、定着用樹脂に
対するカーボンブラックの分散性をできるだけ向上し
て、凝集による導電率の上昇と、それにともなう帯電量
の低下を防止するため、その平均粒子径が２０ｎｍ以上
で、かつストラクチャー指数が０．５０を超えるものが
一般的に使用されている。ここでいうストラクチャー指
数とは、カーボンブラックのジブチルフタレート吸油量
を、比表面積で割った値を示す。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】近時、形成画像の高画
質化を目的として、トナー粒子がより小粒径化する傾向
にあり、現在は粒径１０μｍ以下のものが主流となって
いる。ところが、このような小粒径のトナー粒子におい
て、従来と同様の構成を採用すると、種々の問題が発生
する。

【００１０】たとえば小粒径のトナー粒子を主成分とす
る非磁性１成分現像剤は、初期の帯電量が不足して画像
濃度の低下や画像カブリ等の問題を生じやすいという傾
向がある。また、帯電量が不足すると、トナー粒子の静
電気的な付着力を保持できないため、現像スリーブ上に
トナー粒子の均質な薄層を形成するのが難しくなるとい
う問題もある。

【００１１】初期の帯電量が不足する場合、その帯電量
を向上させるためには、トナー粒子の電気特性を高抵抗
化する手法が用いられる。具体的には、導電制御材料で
あるカーボンブラックの内添量を減少させて、帯電の立
ち上がり特性や帯電量の飽和値を向上させることが試み
られる。しかしカーボンブラックは、前記のようにトナ
ー粒子の着色成分であるため、内添量をあまり減少させ
すぎるのは望ましくない。とくに前記のように分散性を
考慮して、平均粒子径を大きく、ストラクチャー指数を
大きく設定したカーボンブラックは黒色度が低く、着色
力が弱いため、その内添量を少なくすると、形成画像の
ベタ部の画像濃度の低下や、色味の薄れによる黒色の灰
色化を生じやすく、形成画像にムラが発生して、画像の
主観的品位を損なうことになる。

【００１２】また初期の帯電量が不足するもう１つの原
因としては、従来の疎水性シリカ粒子の帯電量が、前記
のように＋５００μＣ／ｇ以下の低い値であることもあ
げられる。また従来の構成を採用した現像剤を、現像装
置内で長期間、繰り返して使用すると、トナー粒子の流
動性が悪化して凝集が発生したり、あるいは帯電量が大
きく低下したりするという問題を生じる。そして、現像
スリーブ表面に均質なトナー粒子の薄層を形成できなく
なり、画像濃度の低下や白スジ等の画像不良が発生し
て、画像特性が悪化する。

【００１３】その主たる原因は、本発明者らの検討によ
ると、外添剤としての疎水性シリカ粒子の劣化であるこ
とが判明した。通常の疎水性シリカ粒子は、先の公開公
報記載のものを含めて、いずれもシリカゲルを焼成した
のち粉砕して製造された、粒子径が１４ｎｍ未満という
非常に細かいシリカコアの表面を、アミノシラン等のカ
ップリング剤で処理して帯電特性を制御するとともに疎
水化して製造される。先の公開公報でいう平均粒子径
（１０〜１００ｎｍ）とは、上記疎水性シリカ粒子の製
造方法から推察するに、１次粒子の平均粒子径ではな
く、１次粒子の凝集体である凝集粒子の平均粒子径であ
ろうと考えられる。

【００１４】このため疎水性シリカ粒子は、現像装置内
で繰り返し攪拌されて力学的ストレスを受けると、より
小さな凝集粒子や、あるいは１次粒子またはシリカコア
単体の状態まで解砕されて、その平均粒子径が著しく低
下する。そして、トナー粒子の流動性を維持するシリカ
粒子のコロ作用、すなわち各トナー粒子間の距離を保持
するスペーサの作用が低下して、現像剤の流動性が悪化
し、凝集が発生して、現像スリーブ表面に、均質なトナ
ー粒子の薄層を形成するのが困難になる。

【００１５】また疎水性シリカ粒子が解砕されると帯電
特性に変動が生じる。たとえば正帯電の疎水性シリカ粒
子は、シリカコアの表面を正帯電性のカップリング剤で
処理することで製造されるが、シリカコア自体は負帯電
性の傾向があるため、疎水性シリカ粒子が解砕されて、
カップリング剤で処理されていない面が露出すると、帯
電特性は正から負へ移行してしまう。一方、負帯電の疎
水性シリカ粒子は、シリカコアの表面を、それ自体より
も強い負帯電性のカップリング剤で処理することで製造
されるため、疎水性シリカ粒子が解砕されてカップリン
グ剤で処理されていない面が露出すると、帯電量は、負
の領域内で、シリカコア自体の帯電量に近づく方向に大
きく変動する。このため、正負いずれの帯電性の場合
も、トナー粒子の静電気的な付着力を保持できなくな
り、現像スリーブ上にトナー粒子の均質な薄層を形成す
るのが難しくなる。

【００１６】また、疎水性シリカ粒子が解砕されてカッ
プリング剤で処理されていない面が露出すると、疎水性
が劣化するので、上記解砕により比表面積が増大するこ
とと相俟って、耐湿性等の耐環境安定性が低下し、流動
性の悪化や帯電特性の変動にさらに拍車をかける結果と
なる。しかも、前記のように１次粒子径が小さい疎水性
シリカ粒子は、解砕される前の状態でも比表面積が大き
いので、疎水化処理されているにも拘らず耐湿性が十分
でない。このため、上記疎水性シリカ粒子を外添した現
像剤は保存性が悪く、長期間保管すると、流動性の悪化
や帯電特性の変動をきたすという問題もある。

【００１７】本発明は以上の事情に鑑みてなされたもの
であって、上記のような種々の問題を有さず、形成画像
の高画質化に十分に対応しうる非磁性１成分現像剤を提
供することを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するため、本発明者らは、非磁性１成分現像剤の流動
性および帯電特性を左右する重要な因子である、着色剤
としてのカーボンブラックと、外添剤としての疎水性シ
リカ粒子について、種々検討を行った。そして、カーボ
ンブラックについては、平均粒子径２０ｎｍ以下、スト
ラクチャー指数０．５０以下のものを使用し、当該カー
ボンブラックを、定着用樹脂１００重量部に対して６重
量部以下の割合でトナー粒子中に内添することが、現像
剤の初期の帯電量の向上と、形成画像のベタ部の画像濃
度の維持、形成画像のムラ発生の防止に効果的であるこ
とを見出した。

【００１９】また疎水性シリカ粒子については、帯電量
が±５００〜±１０００μＣ／ｇで、かつ１次粒子径が
１４ｎｍ以上のものを使用することが、現像剤の初期の
帯電量の向上、保存性の改善、ならびに現像装置内で長
期間、繰り返して使用する際の流動性の悪化や帯電量の
低下の緩和に有効であることを見出した。したがって本
発明の非磁性１成分現像剤は、定着用樹脂からなるトナ
ー粒子中に、平均粒子径２０ｎｍ以下、ストラクチャー
指数０．５０以下のカーボンブラックを、定着用樹脂１
００重量部に対して６重量部以下の割合で内添するとと
もに、帯電量が＋５００〜＋１０００μＣ／ｇまたは−
５００〜−１０００μＣ／ｇで、かつ１次粒子径が１４
ｎｍ以上の疎水性シリカ粒子を外添したことを特徴とす
る。

【００２０】以下に本発明を説明する。本発明におい
て、トナー粒子に外添される疎水性シリカ粒子は、上記
のように帯電量が±５００〜±１０００μＣ／ｇで、か
つ１次粒子径が１４ｎｍ以上のものに限定される。正帯
電の疎水性シリカ粒子の帯電量が＋５００μＣ／ｇ未
満、あるいは負帯電の疎水性シリカ粒子の帯電量が−５
００μＣ／ｇを超えた場合には、現像剤の初期の帯電量
が低くなってしまい、画像濃度の低下や画像カブリ等の
問題を生じる他、トナー粒子の静電気的な付着力を保持
できないため、現像スリーブ上にトナー粒子の均質な薄
層を形成するのが難しくなる。また、現像スリーブ上か
ら感光体ドラム上の静電潜像にトナー粒子がスムーズに
転写されるに足る帯電量を、トナー粒子に付与できなく
なるとともに、現像剤を、現像装置内で長期間、繰り返
して使用した際の帯電量の低下も著しく大きくなる。

【００２１】逆に正帯電の疎水性シリカ粒子の帯電量が
＋１０００μＣ／ｇを超えるか、あるいは負帯電の疎水
性シリカ粒子の帯電量が−１０００μＣ／ｇ未満の場合
には、現像剤の初期の帯電量が高すぎて、現像剤の流動
性が悪化し、凝集が発生して、現像スリーブ上にトナー
粒子の均質な薄層を形成するのが難しくなる。これに対
し、正帯電の疎水性シリカ粒子の帯電量が＋５００〜＋
１０００μＣ／ｇの範囲内、負帯電の疎水性シリカ粒子
の帯電量が−５００〜−１０００μＣ／ｇの範囲内であ
る場合には上記の問題がなく、使用開始時からその後長
期間に亘って、現像剤に適度な帯電性、流動性を付与し
て、現像スリーブ上にトナー粒子の均質な薄層を形成す
ることができる。また上記の帯電量は、現像スリーブ上
から感光体ドラム上の静電潜像に、トナー粒子をスムー
ズに転写するのに十分な帯電量であるため、形成画像の
画像濃度が不足したり、かすれ等の画像不良が発生した
りすることを防止できる。

【００２２】疎水性シリカ粒子の１次粒子径が１４ｎｍ
以上に限定されるのは、上記１次粒子径が１４ｎｍ未満
では、前述したように、現像剤を現像装置内で長期間、
繰り返して使用した際の劣化が著しく、トナー粒子の流
動性が悪化して凝集が発生したり、あるいは帯電量が大
きく低下したりするという問題を生じるからである。こ
れに対し、疎水性シリカ粒子の１次粒子径が１４ｎｍ以
上であれば、力学的ストレスを受けて解砕した状態で
も、トナー粒子の流動性を維持するシリカ粒子のコロ作
用、すなわち各トナー粒子間の距離を保持するスペーサ
の作用を十分に維持することができるので、現像剤に適
度な流動性を付与して、現像スリーブ上にトナー粒子の
均質な薄層を形成することができる。

【００２３】また、上記のように疎水性シリカ粒子の１
次粒子径が大きいと、解砕されてカップリング剤で処理
されていない面が露出した際の帯電量の変動を従来より
低く抑えることができるとともに、疎水性の劣化とそれ
にともなう耐湿性等の耐環境安定性の低下を低く抑える
ことができる。しかも上記のように１次粒子径が大きい
疎水性シリカ粒子は比表面積が小さいので、解砕される
前の状態での耐湿性が十分に高く、現像剤の保存性がよ
い。

【００２４】疎水性シリカ粒子の１次粒子径の上限につ
いてはとくに限定されないが、帯電性等を考慮すると１
００ｎｍ程度が好ましい。また疎水性シリカ粒子の比表
面積は、上記のように１次粒子径と表裏一体の関係にあ
るが、１次粒子の凝集状態等によっても異なるので、そ
の範囲について本発明ではとくに限定されない。但し、
現像剤の保存性に係わる耐湿性等を考慮すると、疎水性
シリカ粒子の比表面積は、５０〜２５０ｍ² ／ｇの範囲
内であるのが好ましい。

【００２５】疎水性シリカ粒子のｐＨ値は、前記±５０
０〜±１０００μＣ／ｇの範囲内の帯電量で、安定した
帯電性を得るため、正帯電の場合には７以上、とくに
８．５〜１０の範囲内が好ましく、負帯電の場合には７
未満、とくに４前後であるのが好ましい。疎水性シリカ
粒子のその他の物性についても、本発明ではとくに限定
されないが、たとえば見掛け比重は３０〜４０ｇ／ｌ程
度が好適である。

【００２６】本発明に使用される疎水性シリカは、その
１次粒子径が、上記のように１４ｎｍ以上に限定され、
かつ帯電量が±５００〜±１０００μＣ／ｇの範囲内に
限定される以外は、従来同様の構成が採用される。すな
わち正帯電の疎水性シリカは、シリカゲルを焼成したの
ち粉砕して製造された、１次粒子径が１４ｎｍ以上のシ
リカコアの表面を、アミノシラン等の正帯電性のカップ
リング剤で処理して、帯電量が＋５００〜＋１０００μ
Ｃ／ｇの範囲内になるように帯電特性を制御するととも
に疎水化して製造される。また負帯電の疎水性シリカ
は、上記シリカコアの表面を、メトキシメチルシラン等
の負帯電性のカップリング剤で処理して、帯電量が−５
００〜−１０００μＣ／ｇの範囲内になるように帯電特
性を制御するとともに疎水化して製造される。

【００２７】疎水性シリカの外添量は、本発明ではとく
に限定されず、従来の疎水性シリカと同程度の外添量で
よい。具体的には、トナー粒子１００重量部に対して、
０．１〜３．０重量部程度であるが、場合によってはこ
の範囲を外れてもよい。上記疎水性シリカ粒子が外添さ
れるトナー粒子中に、着色剤として内添されるカーボン
ブラックは、前記のように平均粒子径２０ｎｍ以下、ス
トラクチャー指数０．５０以下のものに限定される。ま
た上記カーボンブラックの、定着用樹脂１００重量部に
対する配合割合は、６重量部以下に限定される。

【００２８】カーボンブラックの平均粒子径が２０ｎｍ
を超えるか、またはストラクチャー指数が０．５０を超
えた場合には、黒色度が低く、着色力が弱くなって、定
着用樹脂１００重量部に対して６重量部以下の添加で
は、トナー粒子を十分に濃い黒色に着色できなくなる。
そして、満足の行く黒色を出すのに、定着用樹脂１００
重量部に対して６重量部を超える多量のカーボンブラッ
クを配合しなければならず、導電率の上昇と、それにと
もなう帯電量の低下を生じてしまう。

【００２９】これに対し平均粒子径が２０ｎｍ以下、ス
トラクチャー指数が０．５０以下であれば、トナー粒子
を構成する定着用樹脂に対する充填密度が大きく、より
少量の配合で満足の行く黒色を出せるため、カーボンブ
ラックの配合量を、定着用樹脂１００重量部に対して６
重量部以下にして、トナー粒子の導電率を下げ、帯電量
を向上させることができる。

【００３０】カーボンブラックの平均粒子径は、上記範
囲の中でもとくに１０ｎｍ以上であるのが好ましい。平
均粒子径が１０ｎｍ未満になると、凝集性が強くなりす
ぎて、定着用樹脂１００重量部に対して６重量部以下と
いう小量の添加でも、トナー粒子中に均一に分散できな
くなり、かえって導電率が上昇して帯電量が低下するお
それがある。

【００３１】またストラクチャー指数は、上記範囲の中
でもとくに０．２５以上の範囲内であるのが好ましい。
ストラクチャー指数が０．２５未満になると、やはり凝
集性が強くなりすぎて、定着用樹脂１００重量部に対し
て６重量部以下という小量の添加でも、トナー粒子中に
均一に分散できなくなり、かえって導電率が上昇して帯
電量が低下するおそれがある。

【００３２】上記カーボンブラックは、通常のものに比
べて分散性が低く凝集しやすいが、上記のようにトナー
粒子を構成する定着用樹脂に対する充填密度が大きく、
通常のカーボンブラックよりも黒色度が高く、着色力が
強いため、定着用樹脂１００重量部に対して６重量部以
下という、凝集を起こさない小量の添加で、トナー粒子
を十分に濃い黒色に着色できる。このため、初期の帯電
量の向上と、形成画像のベタ部の画像濃度の維持、形成
画像のムラ発生の防止という相反する要求を同時に満た
すことができる。

【００３３】ストラクチャー指数を決める基準となるカ
ーボンブラックの比表面積およびジブチルフタレート吸
油量については、本発明ではとくに限定されないが、ス
トラクチャー指数を上記範囲内に規定するには、比表面
積は２００ｍ² ／ｇ以上、ジブチルフタレート吸油量は
１００ml／１００ｇ以下であるのが好ましい。カーボン
ブラックの定着用樹脂に対する充填密度は、前記のよう
に平均粒子径とストラクチャー指数によってほぼ決まる
が、定着用樹脂の種類等のその他の因子も係わっている
ので、その範囲は本発明ではとくに限定されない。但
し、カーボンブラックの着色力等を考慮すると、上記充
填密度は、４．５〜２５．０ｇ／ｌの範囲内であるのが
好ましい。

【００３４】また上記カーボンブラックの着色力につい
ても、本発明ではとくに限定されないが、たとえばＤＩ
Ｎ ５３２３４に規定された着色力で表して１００〜１
３０の範囲内であるのが好ましい。カーボンブラックの
その他の物性についても、本発明ではとくに限定されな
いが、たとえばｐＨ値は８〜１０程度が好適である。

【００３５】本発明に使用されるカーボンブラックとし
ては、たとえばチャンネルブラック、ローラーブラッ
ク、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイ
ルファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレン
ブラック等の、従来公知の種々のカーボンブラックの中
から、上記の各特性を満足するカーボンブラックを選択
すればよい。

【００３６】カーボンブラックの配合量は、前記のよう
に、定着用樹脂１００重量部に対して６重量部以下の範
囲内に限定される。カーボンブラックの配合量が上記範
囲を超えた場合には、初期の帯電量が低下して、画像濃
度の低下や画像カブリ等の問題を生じる。また現像剤
を、現像装置内で長期間、繰り返して使用した際の帯電
量の低下も著しく大きくなる。なおカーボンブラックの
配合量は、上記範囲の中でも、定着用樹脂１００重量部
に対して４．０〜５．５重量部の範囲内であるのが好ま
しい。

【００３７】トナー粒子を構成する定着用樹脂として
は、たとえばポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ
−α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重
合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタ
ジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチ
レン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重
合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレ
ン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸
エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合
体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン
−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタク
リル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチ
ル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、
スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メ
タクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロ
ルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニト
リル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂
（スチレンまたはスチレン置換体を含む単独重合体また
は共重合体）、ポリ塩化ビニル、低分子量ポリエチレ
ン、低分子量ポリプロピレン、エチレン−アクリル酸エ
チル共重合体、ポリビニルブチラール、エチレン−酢酸
ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノー
ル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アイオノマ
ー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹
脂、キシレン樹脂、ポリアミド樹脂等があげられ、これ
らが単独で、または２種以上混合して用いられる。

【００３８】定着用樹脂は、とくに中性であるのが望ま
しい。中性の定着用樹脂は、トナー粒子の帯電特性に悪
影響を及ぼさない上、酸性あるいは塩基性の定着用樹脂
に比べて透明性の高いものが多く、カーボンブラックに
よるトナー粒子の着色に悪影響を及ぼすおそれがない。
上記トナー粒子には、上記両成分の他に、例えば、電荷
制御剤や離型剤（オフセット防止剤）等の各種添加剤を
内添させてもよい。

【００３９】電荷制御剤としては、トナー粒子の極性に
応じて、正電荷制御用と負電荷制御用の２種の電荷制御
剤の何れか一方、または双方が用いられる。正電荷制御
用の電荷制御剤としては、たとえば塩基性窒素原子を有
する有機化合物、例えば塩基性染料、アミノピリン、ピ
リミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン
類等や、上記各化合物で表面処理された充填剤等があげ
られる。

【００４０】負電荷制御用の電荷制御剤としては、たと
えばカルボキシル基を含有する化合物（例えばアルキル
サリチル酸金属キレート等）、金属錯塩染料、脂肪酸石
鹸、ナフテン酸金属塩等があげられる。電荷制御剤は、
定着用樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部、
好ましくは０．５〜５重量部の割合で内添される。

【００４１】離型剤（オフセット防止剤）としては、た
とえば脂肪族系炭化水素、脂肪族金属塩類、高級脂肪酸
類、脂肪酸エステル類もしくはその部分ケン化物、シリ
コーンオイル、各種ワックス等があげられる。中でも、
重量平均分子量が１０００〜１００００程度の脂肪族系
炭化水素が好ましい。具体的には、低分子量ポリプロピ
レン、低分子量ポリエチレン、パラフィンワックス、炭
素原子数４以上のオレフィン単位からなる低分子量のオ
レフィン重合体等の１種または２種以上の組み合わせが
適当である。

【００４２】離型剤は、定着用樹脂１００重量部に対し
て０．１〜１０重量部、好ましくは０．５〜８重量部の
割合で内添される。上記トナー粒子は、以上の各成分を
乾式ブレンダー、ヘンシェルミキサー、ボールミル等に
よって均質に予備混合して得られた混合物を、バンバリ
ミキサー、ロール、一軸または二軸の押出混練機等の混
練装置を用いて均一に溶融混練した後、得られた混練物
を冷却して粉砕し、必要に応じて分級することで製造さ
れる他、懸濁重合法等により製造することもできる。

【００４３】トナー粒子の粒径は、前述したように形成
画像の高画質化を目的とする上で、１０μｍ以下が好ま
しいが、本発明の構成は、粒径１０μｍを超える通常の
トナー粒子にも採用することができる。上記トナー粒子
に、外添剤としての前記疎水性シリカ粒子を所定量まぶ
すことで、本発明の非磁性１成分現像剤は構成される。

【００４４】本発明の非磁性１成分現像剤は、前述した
ように、トナー粒子を一様に帯電させ、現像スリーブ上
に付着させてトナー粒子の均質な薄層を形成し、この薄
層からトナー粒子を静電潜像に転写して、当該静電潜像
を顕像化する１成分絶縁トナー現像法に用いられる。ま
た本発明の非磁性１成分現像剤は、上記１成分絶縁トナ
ー現像法のうち、薄層と静電潜像とを直接に接触させて
顕像化を行う接触法、ならびに、薄層と静電潜像との間
に空隙を設けて、トナー粒子を静電潜像にジャンプさせ
る非接触法の何れに使用することもできる。

【００４５】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々の設計変更を施すことができる。

【００４６】

【実施例】以下に本発明を、実施例、比較例に基づき説
明する。実施例１，２、比較例１〜５ 〈トナー粒子の製造〉定着用樹脂としてのスチレン−ア
クリレート−ブチルメタクリレート共重合体１００重量
部、正電荷制御用の電荷制御剤としてのニグロシン染料
３重量部、および離型剤としてのポリプロピレンワック
ス２．５重量部を、表１に示す特性を有するカーボンブ
ラック５重量部とともに混合し、溶融混練した後、粉
砕、分級して、平均粒径９μｍのトナー粒子Ａ〜Ｃを作
製した。

【００４７】

【表１】

【００４８】〈非磁性１成分現像剤の製造〉上記トナー
粒子の製造で作製したトナー粒子Ａ〜Ｃのいずれかと、
表２に示す外添剤ａ〜ｅとを、表３に示すように組み合
わせて、実施例１，２、比較例１〜５の正帯電型非磁性
１成分現像剤を製造した。なお外添剤の外添量は、トナ
ー粒子１００重量部に対して０．３重量部とした。

【００４９】

【表２】

【００５０】

【表３】

【００５１】比較例６，７ 前記トナー粒子Ａで使用したのと同じカーボンブラック
の内添量を、定着用樹脂としてのスチレン−アクリレー
ト−ブチルメタクリレート共重合体１００重量部に対し
て６．５重量部（トナー粒子Ｄ）、または８．５重量部
（トナー粒子Ｅ）としたこと以外は、前記トナー粒子Ａ
と同様にしてトナー粒子Ｄ，Ｅを作製し、これを外添剤
ａと組み合わせて、比較例６，７の正帯電型非磁性１成
分現像剤を製造した。

【００５２】

【表４】

【００５３】上記各実施例、比較例の正帯電型非磁性１
成分現像剤について、以下の各試験を行い、その特性を
評価した。帯電立ち上がり特性試験 上記各実施例、比較例の正帯電型非磁性１成分現像剤
０．０３ｇと、通常の２成分現像剤に使用されるノンコ
ートキャリヤ０．９７ｇとを、ポリプロピレン製の容器
（ポリ容器、内容量３ml）内に入れ、作業環境で１日放
置して調湿した。つぎにこのポリ容器１個をミニボトル
（内容量３００ml）中に入れ、ミニボトルをボールミル
の回転装置で回転させた。そして、所定回数回転後に、
ポリ容器中の試料の全量を用いて、東芝ケミカル社製の
ブローオフ帯電量測定機によるファラデーゲージ電圧の
測定により、その帯電量を求めた。

【００５４】耐凝集性試験 各実施例、比較例の正帯電型非磁性１成分現像剤を、接
触式１成分絶縁トナー現像方を採用したプリンタに使用
して２０００枚の連続複写を行った後、当該複写機の現
像器内における、現像剤の凝集の有無を目視にて観察し
た。そして、凝集が発生していなかったものを○（良
好）、わずかに凝集が発生していたものを△（やや不
良）、凝集が発生していたものを×（不良）の３段階で
評価した。

【００５５】薄層形成性試験 各実施例、比較例の正帯電型非磁性１成分現像剤を、上
記接触式のプリンタに使用して２０００枚の連続複写を
行った後、当該複写機の現像器内の、現像スリーブ上の
薄層の状態を観察した。そして、均質な薄層が形成され
ていたものを○（良好）、薄層が形成されていないか、
または不均質な薄層が形成されていたものを×（不良）
の２段階で評価した。

【００５６】初期画像濃度測定、画像不良評価 各実施例、比較例の正帯電型非磁性１成分現像剤を、前
記接触式のプリンタに使用し、現像スリーブと感光体ド
ラムとの間のバイアス電圧を違えて複写を行い、形成画
像の画像濃度を、反射濃度計（東京電色社製の型番ＴＣ
−６Ｄ）にて測定した。また上記形成画像の、各種画像
不良の有無を目視にて観察した。

【００５７】耐刷後画像濃度測定、画像不良評価 各実施例、比較例の正帯電型非磁性１成分現像剤を、前
記接触式のプリンタに使用し、現像スリーブと感光体ド
ラムとの間のバイアス電圧３００Ｖの条件で２０００枚
の連続複写を行った後、上記初期画像濃度測定と同様に
して、形成画像の画像濃度を測定して、その変化を調べ
るとともに、各種画像不良の有無を目視にて観察した。

【００５８】電気特性測定 上記各実施例、比較例の正帯電型非磁性１成分現像剤の
導電率（Ωcm）、誘電率および誘電正接 tanδを、図１
に示す測定装置を用いて測定した。図１の測定装置は、
円筒状のシールドケース１１内に、フランジ付きのシリ
ンダ状電極１２，１３と、リング体１４とを、それぞ
れ、絶縁リング１５を介して電気的に独立した状態で保
持したもので、上記シリンダ状電極１２，１３は、電気
特性測定器１６に接続され、リング体１４は接地されて
いる。

【００５９】そして、上記測定装置においては、シリン
ダ状電極１２，１３とリング体１４とで構成される空隙
内に粉体状の試料Ｓを充填し、上側のシリンダ状電極１
２を、図中矢印で示すように下方へ押圧して試料Ｓを圧
縮しつつ、両シリンダ状電極１２，１３間に、電気特性
測定器１６から所定の周波数の交流電圧を印加して、圧
縮状態の試料Ｓの電気特性（導電率、誘電率および誘電
正接 tanδ）が測定される。

【００６０】なお、上記電気特性測定器１６としては、
横河ヒューレットパッカード社製のインピーダンスアナ
ライザが好適に用いられる。上記測定装置によれば、試
料Ｓを予め圧縮成形する必要がないので、試料を圧縮成
形してから、その成形品の電気特性を測定する場合に比
べて、より簡便に、導電性被覆の被覆状態を評価するこ
とができる。

【００６１】保存性試験 各実施例、比較例の正帯電型非磁性１成分現像剤を、ポ
リプロピレン製の現像剤保管用ボトル内に充填し、密封
して１か月保管した後、前記接触式のプリンタに使用し
て、形成画像のカブリの有無を観察し、カブリの発生し
なかったものを○（保存性良好）、カブリの発生したも
のを×（保存性不良）として評価した。

【００６２】以上の結果を表５〜７に示す。

【００６３】

【表５】

【００６４】

【表６】

【００６５】

【表７】

【００６６】上記表５〜７の結果より、１次粒子径は１
４ｎｍ以上であるが、帯電量が＋５００μＣ／ｇ未満で
ある疎水性シリカ粒子ｃを外添した比較例１の現像剤、
帯電量は＋５００μＣ／ｇ以上であるが、１次粒子径が
１４ｎｍ未満である疎水性シリカ粒子ｄを外添した比較
例２の現像剤、および１次粒子径が１４ｎｍ未満で、か
つ帯電量が＋５００μＣ／ｇ未満である疎水性シリカ粒
子ｅを外添した比較例３の現像剤は、いずれも、初期画
像濃度が低いことや、耐刷後の画像濃度が上昇あるいは
低下し、カブリが発生したことから、帯電特性が不安定
であることがわかった。またこれら比較例１〜３の現像
剤は、いずれも耐凝集性が悪く、かつ保存性も悪いもの
であった。

【００６７】また、平均粒子径が２０ｎｍを超え、かつ
ストラクチャー指数が０．５０を超えるカーボンブラッ
クを、定着用樹脂１００重量部に対して５重量部内添し
たトナー粒子Ｂ，Ｃを使用した比較例４，５の現像剤は
ともに、初期の画像濃度が不十分であるとともに、帯電
立ち上がり特性も不十分であった。また、平均粒子径２
０ｎｍ以下、ストラクチャー指数０．５０以下のカーボ
ンブラックを内添しても、その内添量が定着用樹脂１０
０重量部に対して６重量部を超えるトナー粒子Ｄ，Ｅを
使用した比較例６，７の現像剤はともに、帯電立ち上が
り特性が不十分であった。

【００６８】これに対し、本発明の構成である実施例
１，２の現像剤は、いずれも、上記各特性にすぐれたも
のであることが判明した。実施例３，４、比較例８〜１２ 〈トナー粒子の製造〉定着用樹脂としてのスチレン−ア
クリレート−ブチルメタクリレート共重合体１００重量
部、負電荷制御用の電荷制御剤としての金属錯体３重量
部、および離型剤としてのポリプロピレンワックス２．
５重量部を、表８に示す特性を有するカーボンブラック
５重量部とともに混合し、溶融混練した後、粉砕、分級
して、平均粒径９μｍのトナー粒子Ｆ〜Ｈを作製した。

【００６９】

【表８】

【００７０】〈非磁性１成分現像剤の製造〉上記トナー
粒子の製造で作製したトナー粒子Ｆ〜Ｈのいずれかと、
表９に示す外添剤ｆ〜ｊとを、表１０に示すように組み
合わせて、実施例３，４、比較例８０〜１２の負帯電型
非磁性１成分現像剤を製造した。なお外添剤の外添量
は、トナー粒子１００重量部に対して０．３重量部とし
た。

【００７１】

【表９】

【００７２】

【表１０】

【００７３】比較例１３，１４ 前記トナー粒子Ｆで使用したのと同じカーボンブラック
の内添量を、定着用樹脂としてのスチレン−アクリレー
ト−ブチルメタクリレート共重合体１００重量部に対し
て６．５重量部（トナー粒子Ｉ）、または８．５重量部
（トナー粒子Ｊ）としたこと以外は、前記トナー粒子Ｆ
と同様にしてトナー粒子Ｉ，Ｊを作製し、これを外添剤
ｆと組み合わせて、比較例１３，１４の負帯電型非磁性
１成分現像剤を製造した。

【００７４】

【表１１】

【００７５】上記各実施例、比較例の負帯電型非磁性１
成分現像剤について、使用するプリンタのバイアス極性
を逆にしたこと以外は前記と同様にして、前記各試験を
行い、その特性を評価した。結果を表１２〜１４に示
す。

【００７６】

【表１２】

【００７７】

【表１３】

【００７８】

【表１４】

【００７９】上記表１２〜１４の結果からわかるよう
に、帯電量は−５００μＣ／ｇ以下であるが、１次粒子
径が１４ｎｍ未満である疎水性シリカ粒子ｈを外添した
比較例８の現像剤、１次粒子径は１４ｎｍ以上である
が、帯電量が−５００μＣ／ｇを超える疎水性チタニア
粒子ｉを外添した比較例９、および１次粒子径が１４ｎ
ｍ未満で、かつ帯電量が−５００μＣ／ｇを超える疎水
性アルミナ粒子ｊを外添した比較例１０の現像剤は、い
ずれも、初期画像濃度が低いことや、耐刷後の画像濃度
が上昇あるいは低下し、カブリが発生したことから、帯
電特性が不安定であることがわかった。またこれら比較
例８〜１０の現像剤は、いずれも保存性が悪く、とくに
比較例９，１０は耐凝集性も悪いものであった。

【００８０】また、平均粒子径が２０ｎｍを超え、かつ
ストラクチャー指数が０．５０を超えるカーボンブラッ
クを、定着用樹脂１００重量部に対して５重量部内添し
たトナー粒子Ｇ，Ｈを使用した比較例１１，１２の現像
剤は、いずれも初期の画像濃度が不十分であるととも
に、トナー保存性不良等の問題を生じた。さらに、平均
粒子径２０ｎｍ以下、ストラクチャー指数０．５０以下
のカーボンブラックを内添しても、その内添量が定着用
樹脂１００重量部に対して６重量部を超えるトナー粒子
Ｉ，Ｊを使用した比較例１３，１４の現像剤は、いずれ
も帯電立ち上がり不良等の問題を生じた。

【００８１】これに対し、本発明の構成である実施例
３，４の現像剤は、いずれも、上記各特性にすぐれたも
のであることが判明した。

【００８２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、平
均粒子径２０ｎｍ以下、ストラクチャー指数０．５０以
下のカーボンブラックを、定着用樹脂１００重量部に対
して６重量部以下の割合で内添したトナー粒子と、それ
に外添される、帯電量が±５００〜±１０００μＣ／ｇ
で、かつ１次粒子径が１４ｎｍ以上の疎水性シリカ粒子
とで非磁性１成分現像剤が構成されているため、当該本
発明の非磁性１成分現像剤は、小粒径化しても種々の問
題を有さず、形成画像の高画質化に十分に対応しうるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】現像剤の電気特性を評価するための測定装置の
概略断面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー粒子を一様に帯電させ、現像スリー
   ブ上に付着させてトナー粒子の均質な薄層を形成し、こ
   の薄層からトナー粒子を静電潜像に転写して、当該静電
   潜像を顕像化する１成分絶縁トナー現像法に用いられる
   非磁性１成分現像剤であって、定着用樹脂からなるトナ
   ー粒子中に、平均粒子径２０ｎｍ以下、ストラクチャー
   指数０．５０以下のカーボンブラックを、定着用樹脂１
   ００重量部に対して６重量部以下の割合で内添するとと
   もに、帯電量が＋５００〜＋１０００μＣ／ｇで、かつ
   １次粒子径が１４ｎｍ以上の疎水性シリカ粒子を外添し
   たことを特徴とする非磁性１成分現像剤。
2. 【請求項２】トナー粒子を一様に帯電させ、現像スリー
   ブ上に付着させてトナー粒子の均質な薄層を形成し、こ
   の薄層からトナー粒子を静電潜像に転写して、当該静電
   潜像を顕像化する１成分絶縁トナー現像法に用いられる
   非磁性１成分現像剤であって、定着用樹脂からなるトナ
   ー粒子中に、平均粒子径２０ｎｍ以下、ストラクチャー
   指数０．５０以下のカーボンブラックを、定着用樹脂１
   ００重量部に対して６重量部以下の割合で内添するとと
   もに、帯電量が−５００〜−１０００μＣ／ｇで、かつ
   １次粒子径が１４ｎｍ以上の疎水性シリカ粒子を外添し
   たことを特徴とする非磁性１成分現像剤。